运城市区秋冬季大气PM2.5中重金属污染特征及健康风险评估

为了解山西省运城市大气细颗粒物（PM_2.5）中重金属的污染特征和来源及其健康风险,于2020年10月15日—2021年2月14日对运城市大气PM_2.5样品进行连续采集,使用微波消解-电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）分析了样品中的铬（Cr）、锰（Mn）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）、砷（As）、镉（Cd）和铅（Pb）等8种重金属元素的质量浓度。结果表明,采样期间,ρ（PM_2.5）平均值为78.96μg/m³,采暖季ρ（PM_2.5）为（79.84±43.79）μg/m³,高于非采暖季（76.54±23.97）μg/m³,采暖季和非采暖季ρ（PM_2.5）均值均超过《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）中的二级标准。富集因子法分析表明,Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的富集因子均高于10,其中Cd元素的富集因子平均值达到1.089,表明受人为污染影响严重。主成分分析结果表明,运城市区秋冬季大气中重金属主要有3个来源,分别为混合燃烧源、机动车尾气源、工业排放源。健康风险评价结果显示,经手口摄入暴露强度最大,呼吸吸入暴露强度最小,皮肤接触暴露强度居中;儿童在3种暴露途径的总暴露剂量高于成人,儿童重金属暴露风险高于成人。各途径的非致癌风险强度叠加值＜1,表明非致癌风险较小;但As、Pb的非致癌风险相对较高。4种重金属的呼吸吸入途径致癌风险程度排序为：As＞Cr＞Cd＞Ni,单种重金属的致癌风险（TR）值以及重金属的总致癌风险（R）值均＜10^-6,表明本研究中重金属不具有致癌风险。     

南方某市地铁车站空气PM10中重金属健康风险评估

以南方某城市的10个地铁车站作为研究对象,分析空气可吸入颗粒物（PM₁₀）样品中10种重金属砷（As）、铬（Cr）、镉（Cd）、镍（Ni）、汞（Hg）、铅（Pb）、锰（Mn）、锑（Sb）、锡（Se）、铜（Cu）的质量浓度。采用美国环境保护局（US EPA）推荐的健康风险评估模型,对重金属通过呼吸途径引起的人群健康风险进行评估。结果表明,地铁车站空气PM₁₀中的重金属Cr和As对人群可能存在潜在致癌健康风险;重金属Mn、Cu、Pb、Se、Hg和Sb对人群的非致癌健康风险较小。提出,应进一步关注地铁车站空气PM₁₀中重金属对暴露人群可能存在的健康风险,采取有针对性的措施进行防护。     

广州不同环境空气PM2.5中金属元素污染特征与风险评价

根据2015年广州城区磨碟沙、内陆郊区天湖和近海郊区万顷沙不同环境空气PM_2.5中金属元素（Pb、Cd、Cr、Ni、As等23种）监测数据，分析其污染特征与富集程度，并评估潜在生态风险和健康风险，为大气污染风险防控提供支持。结果显示：广州大气PM_2.5中金属K、Na、Fe、Ca、Al和Zn含量相对较高。总元素浓度总体呈冬季最高、夏季最低的特征，且随PM_2.5污染加重而升高，但总元素在PM_2.5中的占比下降。Cd、Se、Zn、Cu、Mo、Pb和Na富集严重（富集因子>100），体现了人类活动的重要影响，磨碟沙城区站富集因子通常高于另2个站点。广州大气总金属元素潜在生态危害程度为"很强"，Cd贡献为主，Pb、Cu和As元素贡献分别在天湖、磨碟沙和万顷沙位列第二。As、Cr和Mn是大气金属元素健康风险的主要贡献者；磨碟沙的总致癌效应风险高于万顷沙和天湖，但万顷沙的总非致癌效应风险最高。     

2013-2017年京津冀区域PM2.5浓度变化特征

利用2013-2017年京津冀区域13个城市PM_2.5监测数据，综合探讨了该区域PM_2.5浓度的时空变化特征。结果表明：京津冀区域PM_2.5污染整体较重，但治理成效显著，2013-2017年区域PM_2.5年均质量浓度分别为106、93、77、71、64 μg/m³，完成《大气污染防治行动计划》PM_2.5浓度下降25%左右的目标；13个城市PM_2.5浓度各百分位数总体呈现下降趋势，且随百分位数增大而下降速率加大，PM_2.5年均质量浓度平均每年下降10.6 μg/m³，污染严重的太行山沿线城市邢台、石家庄、邯郸3个城市平均每年分别下降20.3、16.1、13.9 μg/m³；京津冀区域PM_2.5重度污染天数比例分别为19.9%、16.6%、9.5%、9.0%、7.0%，呈下降趋势。2013-2017年京津冀区域PM_2.5平均质量浓度与非重度污染天相比升高19 μg/m³，PM_2.5重度污染天平均质量浓度较非重度污染天时高244.4%。     

大气氨气污染特征分析及其对PM2.5二次无机组分的影响

为研究大气中氨气的污染特征及其对细颗粒物（PM_2.5）二次无机组分的影响,于2021—2022年在江苏省南京、无锡、镇江、常州、徐州5个城市同期开展氨气及气溶胶组分的在线监测,并采用热动力学稳态模型（ISORROPIA）评估氨气的减排成效。结果表明,5个城市氨气年均质量浓度为10.1 μg/m³,5个城市年均质量浓度为7.7～15.2 μg/m³,其中徐州最高,南京最低。总氨于夏季（6月）达到浓度峰值,受温度及硝酸铵的热不稳定性影响,氨气在12：00左右出现浓度峰,而铵盐则呈现出昼低、夜高的日变化特征。5个城市均处于富氨水平,全年气溶胶呈中性,氨气中和额外酸性气体的潜力较为突出。冬季江苏省各市只有通过大幅度的氨减排（＞60%）才能使PM_2.5浓度显著下降,而对二氧化硫（SO₂）、氮氧化物（NO_X）进行减排才能更加高效地减轻PM_2.5污染。     

广州PM2.5污染特征及影响因素分析

对广州市2008—2010年PM_2.5质量浓度、影响因素数据资料进行整理统计,通过定性分析、定量计算以及对各物理量之间的相互作用过程研究,得出PM_2.5质量浓度变化特征和各影响因素之间的关系。结果表明,PM_2.5质量浓度变化呈现夏季和非夏季2种典型的季节性特征,夏季月平均值0.049 mg/m³,主要分布在0.03～0.05 mg/m³,非夏季月均值为0.063 mg/m³,分布于0.05～0.08 mg/m³之间;夏季、非夏季PM_2.5质量浓度超标率(采用美国EPA标准)分别为70.7%、77.8%,质量标准2倍、3倍以上出现的概率都表现出明显的季节性差异;PM_2.5与温度正相关,和其他因素负相关,其中与能见度相关性最大,其次是温度、风速,与降雨量相关性最差,与气压、相对湿度相关系数季节性特征显著。     

贵阳市城区PM10和PM2.5水溶性离子特征分析

分别于2013年10月和2014年2月、5月、7月在贵阳市城区3个环境空气质量监测国控点位（南明区市监测站、云岩区黔灵公园马鞍山和观山湖区贵阳一中）进行PM₁₀、PM_2.5样品采集,并对10种水溶性离子（SO₄^2-、NO₂^-、NO₃^-、NH₄⁺、Cl^-、F^-、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺）的含量进行了分析。结果表明,研究时段内,贵阳市3个点位PM₁₀、PM_2.5平均质量浓度分别为（64.8±25.5）、（46.6±21.2）μg/m³。其中,云岩区黔灵公园马鞍山点位的颗粒物浓度最低,南明区市监测站点位最高。3个点位PM_2.5平均浓度与PM₁₀平均浓度的比值为0.719,表明贵阳市城区PM₁₀中,PM_2.5占主导地位。水溶性离子分析显示,SO₄^2-、NO₂^-、NO₃^-、NH₄⁺、Cl^-、F^-、Na⁺、K⁺主要分布在PM_2.5中,Mg²⁺、Ca²⁺主要分布在PM₁₀中。3个点位PM₁₀和PM_2.5中的水溶性离子均表现为SO₄^2-、NH₄⁺、Ca²⁺浓度较大,F^-、NO₂^-较小,表明3个点位的污染源总体相同,且水溶性离子占PM₁₀、PM_2.5含量的比例达33.6%~48.1%。贵阳市城区大气中的SO₂转化率在5月、7月、10月较高,2月最低,主要是由于5月、7月、10月的高温、高湿、强辐射环境条件促进了SO₂向SO₄^2-的转化。阴阳离子平衡分析表明,贵阳市城区PM₁₀、PM_2.5呈现出偏碱性的特征。水溶性离子主成分分析表明,贵阳市城区PM₁₀中的水溶性离子主要来源于城市扬尘、生物质燃烧尘、煤烟尘、建筑尘以及二次粒子,PM_2.5中水溶性离子的来源与PM₁₀较为相似。     

杭州市大气PM2.5和PM10污染特征及来源解析

2006年在杭州市两个环境受体点位采集不同季节大气中PM_2.5和PM₁₀样品,同时采集了多种颗粒物源类样品,分析了其质量浓度和多种化学成分,包括21种无机元素、5种无机水溶性离子以及有机碳和元素碳等,并据此构建了杭州市PM_2.5和PM₁₀的源与受体化学成分谱;用化学质量平衡(CMB)受体模型解析其来源。结果表明,杭州市PM_2.5和PM₁₀污染较严重,其年均浓度分别为77.5μg/m³和111.0μg/m³;各主要源类对PM_2.5的贡献率依次为机动车尾气尘21.6%、硫酸盐18.8%、煤烟尘16.7%、燃油尘10.2%、硝酸盐9.9%、土壤尘8.2%、建筑水泥尘4.0%、海盐粒子1.5%。各主要源类对PM₁₀贡献率依次为土壤尘17.0%、机动车尾气尘16.9%、硫酸盐14.3%、煤烟尘13.9%、硝酸盐粒8.2%、建筑水泥尘8.0%、燃油尘5.5%、海盐粒子3.4%、冶金尘3.2%。     

宁波市区冬季大气颗粒物及其主要组分的污染特征分析

为了更好地研究影响宁波市区环境空气质量的污染物变化特征,于2010年1月20—30日进行了加强监测。研究结果表明,宁波市区大气中PM₁₀和PM_2.5质量浓度较高,其中PM_2.5/PM₁₀为0.5~0.85。对PM₁₀和PM_2.5采样膜分析,水溶性粒子和含碳组分分别占PM₁₀和PM_2.5质量浓度的56.7%和66.9%,其中二次污染的水溶性离子SO₄^2-、NO₃^-和NH₄⁺是PM₁₀和PM_2.5中浓度较高的离子组分;PM_2.5样品中OC与EC的相关性较好,表明OC与EC的来源相对一致,可能主要来自机动车尾气的贡献;但PM₁₀样品中OC与EC的相关性较差,表明其来源相对复杂;其中SOC的浓度占OC的13%~35%,说明宁波市区冬季导致二次污染的光化学反应不活跃。     

山西省大气污染特征及对公众健康的空间影响

利用山西省11个地级市大气环境监测站的PM_2.5、PM₁₀和O₃浓度数据,分析了2015—2020年山西省PM_2.5、PM₁₀和O₃浓度时空变化特征,采用空间计量模型和岭回归方法,分析了空气污染对公众健康的空间影响。结果表明:PM_2.5和PM₁₀年均质量浓度总体下降,两者在2017年最高,2020年最低;O₃年均浓度总体增加。在季节尺度上,PM_2.5和PM₁₀质量浓度在冬季的12月和1月最高,夏季的8月最低;O₃浓度在6月最高。空间上,相较2015年,2020年山西省各地级市PM_2.5污染程度均有改善,其中长治改善效果最好;2020年山西各地级市PM₁₀污染兼有加重和减轻的情形,所有地级市PM_2.5和PM₁₀污染水平均超过国家二级污染浓度限值;2020年山西多数地级市O₃浓度升高。山西公众健康水平具有明显的空间离散特征,PM_2.5和PM₁₀浓度的局部空间自相关特征高度一致,呈现"南高北低"的格局,O₃浓度分布呈"南部高,中北部低"的格局。大气环境质量和经济发展水平均对医疗机构诊疗人数和健康体检人数的变化有正向影响,每万人卫生技术人员数量和公共财政支出比例对公众健康均有负向影响,其中经济发展水平和大气环境质量的影响最显著。山西省PM_2.5治理取得一定成效,但大部分城市PM_2.5和PM₁₀达标率较低,O₃浓度有持续升高的趋势,PM₁₀和O₃污染改善缓慢,深度减排仍面临挑战。PM_2.5和PM₁₀是危害山西公众健康的主要大气污染物,未来需要加强PM_2.5、PM₁₀和O₃的精细化管理及协同治理。